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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 单层MoS?中的强耦合相干声子

    摘要： 我们展示了一套瞬态吸收装置，该装置结合了可见光-紫外波段的宽带探测与高时间分辨率（约20飞秒），特别适用于激发和检测各类材料中的振动相干性。以单层二硫化钼（1L-MoS?）这一代表性半导体单层过渡金属硫族化合物（TMD）为例，我们生成并探测了相干声子（CPs）——其中激子与声子的受限动态相互作用尚未被探索。超短激光脉冲触发的面外A'?声子相干振荡运动，在数十飞秒时间尺度上动态调制了激子共振。当与C激子峰共振探测时，我们观察到CP振幅增强近两个数量级，同时伴随CP产生效率的共振增强。基于第一性原理计算证实：A'?声子位移引起的1L-MoS?能带结构变化与C激子存在强耦合。CP振幅的共振行为与计算所得拉曼极化率张量的光谱轮廓完全吻合。这些结果阐明了单层TMDs中CP的产生过程，并证明1L-MoS?中的CP激发可描述为类拉曼散射过程。

    关键词： 激子-声子相互作用、相干声子、瞬态吸收光谱、过渡金属二硫化物、第一性原理计算

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 自组装InAs/InGaAsP/InP量子点：超薄GaP子层对带内弛豫的影响

    摘要： 研究了超薄GaP（或GaAs）子层对InAs/InGaAsP/InP量子点（QDs）中非辐射带内弛豫的影响。研究发现，基于我们的研究，具有一定高度（如1.5 nm）和GaP子层厚度（如1.03个单原子层）的量子点，其第一激发态（ES）相对于基态（GS）具有更高的态简并度，这表明俄歇弛豫更容易被触发。我们还发现，随着子层厚度的增加，ES与GS之间的能量差减小，这表明电子-声子相互作用受到了影响。本研究进一步探讨了带有GaP或GaAs子层的InAs/InP量子点的带内弛豫。研究发现，GaP子层存在一个临界厚度：当子层厚度小于该临界值时，带内弛豫仅由一个纵向光学（LO）声子或两个LO声子决定，这取决于量子点的高度。然而，对于带有GaAs子层的量子点，则不具备上述特征。这一发现可能有助于高速量子点器件的设计与优化。

    关键词： 量子点、电子-声子相互作用、InAs/InGaAsP/InP、带内弛豫、GaP子层

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • ??啾激光脉冲驱动的量子点-腔系统中光子数分布的瞬态形状变化

    摘要： 我们模拟了啁啾激光脉冲驱动的半导体量子点-微腔系统中光子数分布的时间演化，并与无啁啾情况进行了对比。当忽略量子点与声子的相互作用（即对应原子腔系统极限）时，啁啾脉冲产生的光子数分布会随时间剧烈改变形态。声子对光子统计特性具有显著且本质的影响：声子吸收与发射的不对称性破坏了正负啁啾所得光子分布的对称性。负啁啾时观测到类似热分布的瞬态光子数分布，而正啁啾时光子数分布虽仍保持无啁啾时的基本特征但整体轮廓更为平滑。与之形成鲜明对比的是，在相同脉冲面积和持续时间的无啁啾脉冲作用下，发现波包沿Jaynes-Cummings能级阶梯上下移动，其钟形分布随时间变化甚微。对于更短脉冲和更低驱动强度，低光子数态间会出现类拉比振荡。所有激发条件下均发现亚泊松与超泊松统计特性会在特定时刻相互转换。低强度共振驱动时，Mandel参数呈振荡态且多数为负值，表明腔场处于非经典状态。最后我们证明：即使Mandel参数动态趋近于零，光子分布仍可能呈现双峰结构从而远非泊松分布。

    关键词： 曼德尔参数、光子数分布、啁啾激光脉冲、量子点-腔系统、声子相互作用

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 极性三元混合晶体多层量子点中的光学振动模式

    摘要： 在介电连续介质方法和改进的随机元等位移模型框架下，详细研究了由三元混晶（TMCs）构成的球形多层量子点（QDs）中的光学振动模式及相应的电子-声子相互作用?；竦昧松⒐叵岛偷缱?声子相互作用哈密顿量。作为本理论的应用，对ZnS/ZnxCd1-xS/ZnS和GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs量子点进行了数值计算与讨论。考虑到三元混晶的"单模"和"双模"行为，结果表明这两个系统分别存在5支和7支界面/表面光学（IO/SO）声子模式。研究发现三元混晶效应显著影响光学声子频率和电子-声子相互作用。结果还揭示了盖层存在对多层量子点中三元混晶光学声子效应具有显著影响。希望我们的理论结果能推动对三元混晶多层量子点相关光电特性及器件应用的进一步研究。

    关键词： 三元混合晶体、电子-声子相互作用、光学振动模式、多层量子点

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • (In,Ga)N/GaN量子阱中局域激子的长程相干动力学

    摘要： 我们研究了100周期、2.5纳米厚（铟浓度7.5%）的(In,Ga)N/GaN量子阱中局域激子的相干动力学特性，通过双脉冲和三脉冲光子回波技术在1.5K温度下进行光谱分辨测量。观测到(In,Ga)N量子阱中存在长寿命的相干激子动力学：当激光光子能量调谐经过43 meV宽的非均匀展宽共振线时，相干时间T2在45至255 ps之间变化，且随激子局域化增强而延长。相应的窄均匀线宽（5.2至29 μeV）以及较弱的激子-声子相互作用（0.7 μeV/K）证实了在(In,Ga)N量子阱层内静态无序势场中存在类量子点的强激子局域化现象。

    关键词： 局域激子、光子回波、激子-声子相互作用、相干动力学、(铟镓)氮/氮化镓量子阱

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 分子振动降低了有机太阳能电池中可实现的最大光电压

    摘要： 光学吸收光谱的低能边缘对太阳能电池性能至关重要，但在有机太阳能电池（OSC）中尚未得到充分理解。我们研究了分子混合物中激子带的微观起源，并探讨了它们在OSC中的作用。我们模拟了激子态密度和低能吸收特征的温度依赖性，包括低频分子振动和多激子杂化。对于具有电荷转移激子的模型给体-受体混合物，我们的模拟与温度依赖的实验吸收光谱非常吻合。我们揭示了由电子-声子相互作用介导的零点振动的量子效应，导致显著的激子带宽并降低了开路电压，这是从电子和振子分子参数预测的。这种效应在室温下出人意料地强，并可能显著限制OSC的效率。我们讨论了针对更广泛的系统和不同异质结几何结构减少这些振动诱导电压损失的策略。

    关键词： 分子振动、激子带、电子-声子相互作用、有机太阳能电池、光电压

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 扫描隧道显微镜驱动的单分子电致发光的多体态描述

    摘要： 与导电材料接触的单分子电子传输和光学特性因其科学重要性及潜在应用价值而备受关注。随着实验技术的最新进展——特别是借助扫描隧道显微镜（STM）诱导发光技术（该技术利用STM的隧穿电流作为原子尺度光源来激发单分子发光），现已能以亚纳米空间分辨率研究单分子特性。尽管已有大量实验研究，STM诱导发光中单分子电子激发的微观机制仍未阐明。本文基于分子的多体态表示，提出了由分子与金属电极间电子转移驱动的单分子电致发光理论模型。通过结合非平衡态哈伯德格林函数技术与第一性原理计算，我们研究了分子内库仑相互作用对电导率和发光光谱的影响。模拟结果与实验数据对比表明：分子内库仑相互作用对于重现近期酞菁单分子实验结果具有关键作用。该理论为非平衡态下与金属电极接触的单分子电子传输与光学特性提供了统一描述，从而有助于从微观层面理解固体表面及纳米尺度结区中单分子的光电转换机制。

    关键词： 单分子发光、激子形成、非平衡哈伯德格林函数技术、含时密度泛函理论（TDDFT）、扫描隧道显微镜诱导发光、电子-声子相互作用

    更新于2025-09-23 11:55:19

  • 光学泵浦非对称耦合Ge/SiGe量子阱中的电子布居动力学：实验与模型

    摘要： 采用SiGe势垒的n型掺杂Ge量子阱是开发太赫兹频段辐射发射器（如电泵浦量子级联激光器和光泵浦量子喷泉激光器）极具前景的异质结构体系。Ge与SiGe的非极性晶格使电子-声子散射率比极性GaAs低一个数量级。我们基于速率方程方法建立了自洽数值能量平衡模型，该模型包含带内/带间非弹性和弹性散射过程，并通过考虑子带依赖的电子温度与化学势，真实反映了Ge/SiGe量子阱所有子带态中的二维电子气分布。本文将这一全子带模型与标准离散能级模型进行对比——后者材料参数仅限于少数输入值（散射率和辐射截面）。为提供实验案例研究，我们外延生长了由两个非对称耦合量子阱构成的三级系统样品，并采用自由电子激光进行光泵浦。选取1→3子带跃迁的饱和强度作为模型测试基准量，数值量子模型的预测结果与实验合理吻合，其性能显著优于离散能级解析模型（该模型对饱和强度的预测偏差达3倍）。

    关键词： 硅锗异质结构、子带间光致发光、光泵浦、子带间跃迁、电子-声子相互作用、红外光谱学、量子阱、自由电子激光器、太赫兹量子级联激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有电子-声子相互作用的量子点输运

    摘要： 我们从理论上研究了与两个普通导体引线相连且与晶格振动耦合的单能级量子点的电输运特性。我们确定了量子点在两种不同情况下的电流：时间无关和时间平均情况。在所有情形中，我们考虑了三种情况：不存在电子-声子相互作用时、量子点电子与光学声子相互作用时以及与声学声子相互作用时。在有限温度下，我们考虑了化学势的温度依赖性。通过正则变换方法处理电子-声子相互作用。在电子-纵向光学声子相互作用情况下，能谱包含一个次峰；而在电子-声学声子相互作用情况下，能谱是连续的。在时间平均情况下，由于外部时间调制，能谱中会出现许多寄生峰。

    关键词： 光学声子、电子-声子相互作用、声学声子、电子、量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过原子-光子-声子相互作用产生单个纠缠光子-声子对

    摘要： 反聚束与纠缠在量子信息处理中具有重要作用——反聚束是产生单光子（声子）的必要条件，而纠缠则是量子通信与计量学的核心资源。本文提出一种混合腔-原子-力学系统中的原子-光子-声子（三体）相互作用机制，证明在共振原子驱动条件下可同时观测到光子与声子的反聚束现象。更重要的是，所生成的单光子与声子具有强关联性并相互纠缠，即通过原子-光子-声子相互作用产生了单纠缠光子-声子对。这种单纠缠光子-声子对的生成是实现基于纠缠的量子态转移的首要步骤，该转移过程对于连接机械系统与光学系统以构建混合量子网络至关重要。

    关键词： 反聚束、纠缠、原子-光子-声子相互作用、量子信息处理、混合腔-原子-力学系统

    更新于2025-09-12 10:27:22